CN101209514A

CN101209514A - 一种基于振镜阵列的激光在线高速刻痕装置

Info

Publication number: CN101209514A
Application number: CN 200710031015
Authority: CN
Inventors: 黄禹; 李斌; 段正澄; 周辅林; 龚时华; 彭芳瑜; 朱国力
Original assignee: DG-HUST MANUFACTURING ENGINEERING INSTITUTE; Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: DG-HUST MANUFACTURING ENGINEERING INSTITUTE; Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2027-10-23
Also published as: CN101209514B

Abstract

本发明涉及激光加工技术领域，特别涉及一种基于振镜阵列的激光在线高速刻痕装置，它包括机架、传送带、振镜阵列、激光器阵列、用于控制振镜阵列和激光器阵列的控制装置，振镜阵列和激光阵列位于传送带正上方，激光器阵列与振镜阵列对应设置，用于控制振镜阵列扫描轨迹和速度的控制装置通过电缆分别与振镜阵列、激光器阵列电连接；本发明具有适应性强、刻痕速度快、扫描幅面宽、生产效率高、能实时监控的优点，能有效细化磁畴，减少铁损，显著提高取向硅钢的质量。

Description

一种基于振镜阵列的激光在线高速刻痕装置

技术领域：

本发明涉及激光加工技术领域，特别涉及一种基于振镜阵列的激光在线高速刻痕装置。

背景技术：

自激光诞生起，人们便称之为“解决问题的工具”。激光加工高效清洁、精确细致、能加工形状复杂的曲面，在打标、打孔、刻痕、雕花、切割等方面有着广泛的应用空间。

以取向硅钢刻痕为例，取向硅钢是电力、电子和军事工业中不可缺少的重要金属功能材料，其制造技术和质量直接影响电能的生产和使用效率。激光表面微刻痕技术是改善取向硅钢磁畴分布，降低铁损，从而提高取向硅钢质量的有效手段。国内外公开的加工方案多采用棱柱转镜，光路复杂，而且达不到硅钢表面微刻痕设备的在线生产要求，特别是扫描速度距离在线生产要求的指标很远。例如：授权号为44218551的美国专利介绍了一种采用转镜、准直系统和柱面透镜的硅钢微刻痕方案。授权号为4535218的美国专利介绍了一种采用转镜并结合滚压工艺的硅钢微刻痕方案。上述这些方案虽然解决了在线刻痕的问题，但是效率比较低，离在线生产要求还很远。另外，在人造皮革打孔、雕花、烟标等在线加工场合，现行的技术方案也难以满足高生产效率的要求。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种基于振镜阵列的激光在线高速刻痕装置，其具有适应性强、刻痕速度快、扫描幅面宽、生产效率高、能实时监控的优点，能有效细化磁畴，减少铁损，显著提高取向硅钢的质量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于振镜阵列的激光在线高速刻痕装置，它包括传送带，它还包括振镜阵列、激光器阵列、用于控制振镜阵列和激光器阵列的控制装置，振镜阵列和激光阵列位于传送带正上方，激光器阵列里的每个激光器与振镜阵列里的振镜相对应设置，用于控制振镜阵列扫描轨迹和速度的控制装置通过电缆分别与振镜阵列、激光器阵列相连接。

其中所述振镜阵列由多个沿横向布置的振镜和多个沿纵向布置的振镜构成。

其中所述激光器阵列分成两个子阵列分别对应设于振镜阵列的两个子阵列的两端。

本发明有益效果为：本发明包括传送带、振镜阵列、激光器阵列、用于控制振镜阵列和激光器阵列的控制装置，振镜阵列和激光器阵列位于传送带正上方，激光器阵列里的每个激光器与振镜阵列里的振镜相对应设置，用于控制振镜阵列扫描轨迹和速度的控制装置通过电缆分别与振镜阵列、激光器阵列电连接。取向硅钢带高速连续送进的情况下，振镜阵列中的各台振镜协同配合扫描，横向各台振镜同时进行扫描，刻出多段刻痕，通过拼接实现激光高速扫描一条刻痕，纵向各台振镜亦同时进行扫描，通过纵向之间有规律的相互错开，同时扫描出多条刻痕。振镜阵列全部由二维振镜组成，每台振镜能够对激光束进行二维插补运动和焦距的适当调整，能够实现平面内任意曲线的激光扫描。相对应振镜阵列，光源采用激光器阵列，每台振镜对应一台激光器。振镜阵列与激光器阵列统一由控制器进行监控。与现有的取向硅钢激光刻痕系统相比，本发明具有适应性强、刻痕速度快、扫描幅面宽、生产效率高、能实时监控的优点，能有效细化磁畴，减少铁损，显著提高取向硅钢的质量。对于人造皮革打孔、雕花、烟标等需要高生产效率的场合，基于振镜阵列大幅面激光高速在线加工系统也能满足要求。振镜阵列中的各台振镜在其对应的扫描范围进行加工，然后各个加工面再拼接成一个完整的加工形状，从而使生产效率大幅度的提高。

附图说明：

附图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明，见附图1，一种基于振镜阵列的激光在线高速刻痕装置，它包括传送带4、振镜阵列2、激光器阵列1、用于控制振镜阵列2和激光器阵列1的控制装置3，振镜阵列2和激光器阵列1位于传送带4正上方，激光器阵列1里的每个激光器11与振镜阵列2里的振镜21相对应设置，用于控制振镜阵列2扫描轨迹和速度的控制装置3通过电缆分别与振镜阵列2、激光器阵列1电连接。振镜阵列2由多个沿横向移动的横向振镜21和多个沿纵向移动的纵向振镜21构成，横向、纵向分别为X向和Y向。激光器阵列1分成两个子阵列分别对应设于振镜阵列2的两个子阵列的两端。

根据取向硅钢传送带4的传送速度，控制装置3向激光器阵列1和振镜阵列2发出各自对应的控制信号，控制激光器阵列1发出一定能量的激光束射向振镜阵列2，同时控制振镜阵列2对射入的激光束进行X、Y两个方向的二维插补运动和适当的焦距调整，使得投射出来的激光束顺着取向硅钢传送方向的偏转一定角度，以适当的速度在硅钢片表面扫描出符合形状、间距、深度和宽度要求的细微刻痕。在激光束高速扫描刻痕的过程中，系统通过调节振镜21中控制X方向的反射镜和控制Y方向的反射镜对激光束的扫描轨迹进行调整，以保证能扫描出符合形状要求的刻痕；同时改变振镜21中聚焦镜的相对位置以调整激光束的焦点，以保证取向硅钢被加工处始终处于激光束的焦点位置。在取向硅钢传送带4保持匀速的情况下，改变激光束扫描速度和激光束能量可以改变扫描刻痕的深度和宽度。

本发明采用多台振镜21构成振镜阵列2，每台振镜21对应一定的刻痕范围。从激光器阵列1发出的激光束经过振镜阵列2在X、Y两个方向的二维插补和焦距的调整后，投射向高速连续传送中的取向硅钢片表面，刻出有规律的符合要求的微细刻痕。每一束激光可以刻出一段刻痕，一排激光可同时刻出多段刻痕并拼接成一条刻痕；几排激光可同时刻出多条纵向错开的刻痕。因此本实用排激光可同时刻出多条纵向错开的刻痕。因此本发明具有适应性新型具有适应性强、刻痕速度快、扫描幅面宽、生产效率高、能实时监控的优点，能有效细化磁畴，减少铁损，显著提高取向硅钢的质量。

本发明对于人造皮革打孔、雕花、烟标等需要高生产效率的场合也能满足要求。振镜阵列2中的各台振镜21在其对应的扫描范围进行加工，然后各个加工面再拼接成一个完整的加工形状，从而使生产效率大幅度的提高。

当然，以上所述之实施例，只是本发明的较佳实例而已，并非来限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明申请专利范围内。

Claims

1.一种基于振镜阵列的激光在线高速刻痕装置，它包括传送带(4)，其特征在于：它还包括振镜阵列(2)、激光器阵列(1)、用于控制振镜阵列(2)和激光器阵列(1)的控制装置(3)，振镜阵列(2)和激光阵列位于传送带(4)正上方，激光器阵列(1)里的每个激光器(11)与振镜阵列(2)里的振镜(21)相对应设置，用于控制振镜阵列(2)扫描轨迹和速度的控制装置(3)通过电缆分别与振镜阵列(2)、激光器阵列(1)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于振镜阵列的激光在线高速刻痕装置，其特征在于：所述振镜阵列(2)由多个沿横向布置的振镜(21)和多个沿纵向布置的振镜(21)构成。

3.根据权利要求1所述的一种基于振镜阵列的激光在线高速刻痕装置，其特征在于：所述激光器阵列(1)分成两个子阵列分别对应设于振镜阵列(2)的两个子阵列的两端。